על חשמל, זיכרון ושכחה

תשתית מדעית למפתחי התרופות

כשפרופ' נתן דסקל היה חוקר צעיר, בראשית דרכו המדעית, לקתה אימו בלחץ דם גבוה. הוא מאוד רצה לעזור, ובחר בדרך מיוחדת משלו: הוא החל לחקור מנגנוני פעולה של תאים המגיבים לשינויים במתח חשמלי - או בשמם המדעי, תאים אקסיטביליים. הוא קיווה כי הבנת התהליכים המולקולאריים הללו, המפעילים, בין השאר, את שרירי הלב, תניב תובנות גם לגבי מנגנונים המשבשים פעולה חיונית זו - ומכאן יצמח מרפא למחלתה של אימו.

המחקר המולקולארי הבסיסי של פרופ' דסקל נשא פרי, ותרם תרומה משמעותית להתפתחותו של תחום רפואי חדשני הקרוי קרדיולוגיה מולקולארית. הוא חקר חלבונים הקרויים תעלות יוניות, בהם תעלות סידן ו-GIRK, המשתתפים ביצירת האותות החשמליים בתא, וגילה את הגנים המקודדים את החלבונים ומוטציות המשבשות את פעילותו של התא. הוא אף הצליח לשבט את הגן התקין של GIRK כבסיס לפיתוח תרופה. וכך, כעבור שנים, התגשם חלומו, ואימו זכתה ליהנות מתרופות מתקדמות שפותחו, בין היתר, גם על סמך עבודתו המדעית של בנה. "לאורך כל חיי המקצועיים אני עוסק במחקר בסיסי," הוא אומר. "כמו כל פירמידה, גם המחקר הרפואי זקוק לבסיס רחב ואיתן - ואני משתדל להניח עבורו את היסודות האלה, ולספק למפתחי תרופות תשתית מדעית מוצקה. אני מאמין בכל לבי, שרק הבנה ברמה הבסיסית ביותר - של המנגנונים המולקולאריים המניעים, מצד אחד, תהליכים תקינים בגוף, ומצד שני, מחלות שמשבשות אותם - מאפשרת לנו לפתח תרופות יעילות וממוקדות, ולהביא מזור לחולים."

מסרים חשמליים

במעבדתו בתחום נוירוביולוגיה מולקולארית, שואף פרופ' דסקל ליישם את הידע והניסיון שצבר על תחום מורכב במיוחד: שפת התקשורת החשמלית בין תאי העצב במוח, המשתייכים אף הם לקטגוריית התאים האקסיטביליים. עבודתו מתמקדת במנגנונים המעוררים או מדכאים פעילות חשמלית, המורכבים משני גורמים מרכזיים: מוליכים עצביים (נוירוטרנסמיטורים) - חומרים כימיים המופרשים על-ידי תא אחד ומעבירים את המסר החשמלי לתא הסמוך לו; ותעלות יוניות - חלבונים בקרום התא שקולטים את המסר מהמוליך העצבי, ויוצרים שינוי במתח החשמלי של התא.

חלבונים אלה מעורבים, לדוגמה, בתופעות של זיכרון ומחיקתו ברמה התאית. ידוע שאירוע חיצוני רב-עוצמה גורם לעלייה רגעית בהפרשתו של מוליך עצבי לאורך מסלול מסוים במוח, והדבר מביא להגברת העוצמה והתדר של הפעילות החשמלית בתאי העצב. התהליך, שנמשך שניות ספורות בלבד, נרשם בזיכרון התאי, ומעתה והלאה, כל המסרים במסלול זה יועברו בעוצמה מוגברת. מנגד, בוחן צוות החוקרים מנגנונים מדכאי פעילות, המביאים לירידה ברמת הפעילות החשמלית ואף למחיקת זיכרונות שאין בהם עוד צורך (או, במילים אחרות, מנגנוני שכחה), הנגרמים על-ידי מוליכים עצביים מעכבים. "פענוח מנגנוני התקשורת החשמלית במוח עשוי, בעתיד, לשמש בסיס לפיתוח תרופות יעילות למחלות נוירולוגיות כמו אפילפסיה, מחלות ניווניות כמו אלצהיימר ופרקינסון, מחלות נפש כמו הפרעה דו-קוטבית וסכיזופרניה, וגם תופעות כמו אוטיזם ורגישות-יתר לאלכוהוליזם והתמכרויות אחרות" אומר פרופ' דסקל. "עם זאת, המוח הוא מערכת מורכבת ביותר - יותר מכל מערכת אחרת בגוף האדם, והדרך להבנה עמוקה של פעילותו עודנה ארוכה עד מאוד."

מתוך חוברת "מצב המוח" בעריכת דוברת האוניברסיטה >>